ノリタケ
からの提案

03

注目の製品・技術［著者］伊藤 綾真
工業機材事業本部 技術本部 商品開発部
ビトリファイドグループ

優れた分散性による「研削焼け抑制」＋「長寿命」
超多気孔構造でも長寿命
加工能率と寿命を求める場合において特に効果を発揮しやすいビトリファイドCBNホイール
以前にも増して切れ味が必要となるケースが増えつつあるものの、寿命も軽視できません。
ノリタケでは、砥粒の分散性と多気孔構造の技術導入による良好な切れ味と、ホイール寿命を両立させた“VPホイール”を開発しました。

ビトリファイドCBNホイール

VPホイール［適用範囲と期待効果］
非金属材料

その他

無機材料
有機材料
（ガラス・セラミックス） （ゴム・プラスチック）

先端材料

金属材料
鉄系材料

非鉄系材料
（Alなど）●
サイクルタイム短縮

工具寿命向上

加工品質向上

●

●

●

18

作業性改善

環境配慮

ノリタケ
優れた分散性による「研削焼け抑制」＋「長寿命」超多気孔構造でも長寿命

VPホイールからの提案

03

注目の製品・技術

中空セラミックフィラーを用いた
ビトリファイドCBNホイールの効果
生産性向上 の 壁となる研 削 焼け
図1 プランジ研削とトラバース研削を組みあわせた方式とアンギュラ研削
加工方式

模式図

・砥石コストが安価→

プランジ研削プランジ研削 ＋ トラバース研削→→

もしくは・多段研削に適しており汎用性が高い
ワーク
研削砥石

→

❷

アンギュラ研削所

研削砥石

プランジ研削❶長

アンギュラ研削・研削工数削減
・サイクルタイムが短い

ワーク

機械部品の研削加工においては、円筒部と端面部をそれぞビトCBNホイールが使用されていますが、生産性向上や工具れ高精度に加工する場合があります。そのような場合の研削費削減の要求レベルの向上に伴い、ホイールに対しては切れ方式としては、主に❶「プランジ研削とトラバース研削を組み味だけでなく寿命面もこれまで以上に重視されるようになっあわせた方式」と、❷「研削砥石を傾斜させ斜め方向に切込んてきました。

でワーク外周と端面部を同時に研削するアンギュラ研削方式」があります。

ノリタケ の オリジ ナル 技 術

プランジ研削とトラバース研削を組みあわせた方式と、アンギュラ研削の研削模式図と長所を図１に示します。

多気孔構造ビトCBNホイールは低から中集中度のビト

アンギュラ研削はワークの円筒部と端面部を同時に加工CBNホイールで、中空セラミックフィラー（以下中空フィラー）する研削方式で、複数箇所を同時に研削できることから研削を用いた切れ味重視タイプのノリタケオリジナルホイールで工数短縮などの生産性向上に寄与します。

す。通常はフィラーに骨材 ※ が用いられていますが、このホ今まで、アンギュラ研削では主に一般砥石が用いられてきましたが、近年ではビトリファイドCBNホイール（以下ビトイールでは中空フィラーを骨材の代替とすることで、従来よりも良い切れ味が得られます(図2)。

CBNホイール）が用いられるケースも増えてきました。ビトCBNホイールは一般砥石と比較して高能率かつ長寿命であり、トータルコストの点でビトCBNホイールを用いたアンギュラ研削は、生産性向上が見込める場合があります。

図2 ビトCBNホイール砥石構造
CBN砥粒 結合剤

中空フィラー

多気 孔 構 造
集中度

結合剤 砥 粒100

気孔

アンギュラ研削の円筒部は通常の円筒研削と同様のため、ホイール寿命が重視されます。一方で端面部は加工中に発生する熱がこもりやすいため、研削焼けの発生が懸念されます。

CBN砥粒 結合剤

標 準 構 造
集中度

100

骨材
結合剤 砥 粒気孔

骨材

アンギュラ研削では端面部の研削焼けを嫌って多気孔構造

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ノリタケ
優れた分散性による「研削焼け抑制」＋「長寿命」超多気孔構造でも長寿命

VPホイールからの提案

03

注目の製品・技術

ルの分散性の評価結果を図4に示します。
図中写真が測定した

多 気孔均質構造

ホイール面において赤い部分がCBN砥粒を示しており、VPホ研削工具は一般的に切れ味を追求すると、寿命が犠牲になイールは従来ホイールと比較して標準偏差が低く分散性の向上ることがあります。
近年、アンギュラ研削などでは、従来の切れが見られます。

味は変えずに寿命向上を要望する声が多くなっており、そのよ

図4 VPホイールの分散性評価結果

ル』を開発しました。VPホイールは、切れ味と寿命を両立させるために、中空フィラーを使用した従来技術に「CBN砥粒の分散性」を均質化する新技術を加えた製品です。
これからCBN砥
粒の分散性に着目して開発を進めた理由を説明します。

分散性 1.2
劣 1.1← 標準偏差（指数）→うな要望に応える新多気孔構造ビトCBNホイール『VPホイー

1.00.90.80.70.60.5

分散性 0.4
優
従来ビトCBNホイール

VPホイール

VPホイールのCBN砥粒分散評価

図3 CBN砥粒分散状態の模式図

中空フィラー

CBN砥粒の凝集CBN砥粒が均質に分散→研削抵抗大→安定した切れ味が持続

CBN砥粒VP ホイール 能 力 評 価
VPホイールの性能検証試験として研削試験を実施しました。試験条件を図5に示します。比較対象の従来ビトCBNホ

自然気孔イールはいずれも多気孔構造で、「従来ホイール1」は耐用重結合剤視タイプ、「従来ホイール2」は切れ味重視タイプです。
従来多気孔構造ビトCBNホイール

VPホイール
図5 試験条件

ビトCBNホイール

研削盤

横軸平面研削盤

ワーク材質

SKD-11

ワーク寸法

100L×10W mm

ホイール周速度1,800m/min

研削方式

クリープフィードが発生し、極端な場合は研削抵抗の上昇やCBN砥粒の脱落がテーブル速度300mm/min

切込み量0.2mm/pass 10cut

懸念されます。
研削焼けを嫌うアンギュラ研削ではこのような研削液水溶性（SEC700 50倍希釈）中空フィラーを使用する多気孔構造ビトCBNホイールでは、中空フィラーに押されてCBN砥粒が凝集することがあります。
CBN砥粒の凝集があると、その箇所に部分的な目潰れや溶着ワーク症状が出る前にドレスを掛けて頂いていましたが、ホイール寿命を伸ばすお客さまの声に応えるべく、従来よりも均質性を一層高めたホイールの開発に取り組みました。

研削方式は研削焼けの発生しやすいクリープフィード研削※
で、「研削焼けが発生するまでの限界切込みの深さ」「ホイールCBNホイールの均質性を向上させCBN砥粒が凝集する部分摩耗量」、「 表面粗さ」を評価しました（図6）。VPホイールは、を減らし、作用しているCBN砥粒に均一に研削抵抗が加わる

研削焼けが発生するまでの限界切込み深さは従来ホイール1ことで部分的な砥粒の脱落を抑制することができ、ホイールのの約1.4倍、従来ホイール2と同等であり、切れ味の良いこと長寿命化が実現できると考えられます。
VPホイールではCBN砥が確認されました。切れ味と寿命の両立は一般的には簡単で粒が均質に分散する中空フィラー粒径を見極め、中空フィラーはなく、切れ味が良いビトCBNホイールはホイール摩耗量が量をCBN砥粒量にあわせて適正化することで、従来ホイールよ

多くなることによる工具コストの上昇や表面粗さが粗くなるりも高い分散性を実現しました（図3）。
従来ホイール、VPホイー

ことでの加工品質および生産性の低下といった問題が懸念

20ノリタケ
優れた分散性による「研削焼け抑制」＋「長寿命」超多気孔構造でも長寿命

図6 試験結果→研削焼けが発生するまでの→限界切込み深さ（指数）優1.6
1.41.2

1.4 倍

ホイール摩耗量が約40%少なくホイール寿命が長いことが確認されました。表面粗さも従来品と同等の結果が得られており、良好な切れ味とホイールの長寿命化を両立することが0.80.6可能となります。

0.40.2

VPホイール→ホイール摩耗量（指数）→多 1.2→10本加工後のワーク表面粗さ→Ra（μm）

粗細03

1

従来ホイール1 従来ホイール2

少提案

注目の製品・技術されます。
しかし、VPホイールは従来品1および2と比較して0劣VPホイールからの40％減

1.0

市 場で の 採 用

0.8

VPホイールは研削焼けを嫌う用途で特に効果が確認され0.6ています。また、試験結果を紹介したクリープフィード研削は0.4

もちろんのこと、冒頭に述べたアンギュラ研削や研削液の供0.2

給が難しい加工など、切れ味が求められる用途において効果

0.0

従来ホイール1 従来ホイール2VPホイールが確認されています。

0.450.400.35

［注釈］

0.30

※骨材 ： 低集中度ビトCBNホイールに用いられるCBN砥粒の代替材料

0.25※クリープフィード研削 ： 深い切込み量と遅い送り速度で加工する研削方式

0.20
0.15
0.10
0.050.00

QA

従来ホイール1 従来ホイール2VPホイール

ホイールの寿命は犠牲になりますか？
優れた切れ味持続性により、寿命延長の効果が期待できます。

QA

中空フィラーは研削時に、悪影響を与えることはありませんか？
表面に存在する中空フィラーはドレスで破壊されて気孔として働くため、研削時に悪影響を与えることはありません。

QA

中空フィラーを使用すると弱い構造となりそうですが、目こぼれしやすくならないですか？
ノリタケでノウハウを蓄積しているため、状況に応じたスペック調整によって抑制できます。

Q A＆｜ 21